神經(jīng)化學(xué)轉(zhuǎn)導(dǎo)
存在于突觸小泡內(nèi)的氨基酸可以作為神經(jīng)遞質(zhì)被神經(jīng)元釋放。
谷氨酸是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中最豐富的神經(jīng)遞質(zhì)。
一些從突觸小泡釋放出的谷氨酸會(huì)與突觸后膜受體結(jié)合。
釋放出的谷氨酸作為沒(méi)有活性的氨基酸,會(huì)被突觸前或突觸后的神經(jīng)元攝取,回到三羥酸循環(huán)或被再利用,以行使一系列其他功能。
在中樞系統(tǒng)中的谷氨酸也可被星形膠質(zhì)神經(jīng)細(xì)胞攝取再利用。
兒茶酚胺能突觸
兒茶酚胺由食物中攝入的酪氨酸合成,由載體系統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)性地?cái)z入到大腦。
酪氨酸通過(guò)限速酶酪氨酸羥化酶(TH)合成為左旋多巴(L-Dopa)。
剩余的酪氨酸在細(xì)胞質(zhì)中通過(guò)芳香型L-氨基酸脫羥酶(ALAAD)轉(zhuǎn)化成多巴胺。
生成的多巴胺被納入突觸小泡暫時(shí)儲(chǔ)存后釋放。
在去甲腎上腺能神經(jīng)末端,多巴胺β羥化水解酶(DBH)在突觸囊泡中進(jìn)一步水解多巴胺,形成去甲腎上腺素。
在腎上腺素能神經(jīng)末端去甲腎上腺素通過(guò)釋放后,兒茶酚胺神經(jīng)遞質(zhì)與位于突觸后膜上的相應(yīng)受體(多巴胺和a-和β-腎上腺素能受體)結(jié)合改變突觸后膜興奮性,進(jìn)而激活第二信使(二者或同時(shí)進(jìn)行)。
兒茶酚胺也可以作用于突觸前膜受體 ,調(diào)節(jié)突觸前末端興奮性以及相應(yīng)神經(jīng)遞質(zhì)的釋放。
兒茶酚胺主要通過(guò)突觸前膜(高親和力的攝取載體)的再攝取失活,還有一小部分通過(guò)代謝(單胺氧化酶脫氨作用和兒茶酚-0-甲基化)及擴(kuò)散失活。
5-羥色胺(血清素)能突觸
5-羥色胺由食物中攝入的色氨酸合成,通過(guò)載體系統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)性地?cái)z入大腦。
色氨酸由限速酶色氨酸羥化酶(TrH)催化合成5羥色氨酸。
5-羥色氨酸通過(guò)ALAAD在細(xì)胞質(zhì)中轉(zhuǎn)化為5-羥色胺。
生成的 5-羥色胺被存儲(chǔ)于突觸小泡中。
釋放后,5-羥色胺可以與突觸后膜上的受體結(jié)合調(diào)節(jié)突觸后興奮性激活第二信使,(二者或同時(shí)進(jìn)行)。
5-羥色胺也可以作用于突觸前膜受體(5-HT受體),調(diào)節(jié)突觸前末端興奮性和相應(yīng)的神經(jīng)遞質(zhì)的釋放。
5-羥色胺通過(guò)突觸前膜(高親和力載體的再攝取失活,還有一小部分通過(guò)代謝和擴(kuò)散失活。
肽能突觸
神經(jīng)肽由激素原合成,大的肽段由mRNA在胞體中合成。
較大的肽段在翻譯后裂解為活性神經(jīng)肽被包裝于突觸小泡中,沿軸漿運(yùn)輸。
這些囊泡被貯存在神經(jīng)末端,直到被動(dòng)作電位引起的適當(dāng)?shù)呐d奮-分泌耦連刺激釋放。
釋放的神經(jīng)肽于突觸后膜額受體結(jié)合。
在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中,肽能神經(jīng)末端和肽能反應(yīng)的細(xì)胞膜受體之間經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)上的定位不匹配現(xiàn)象,這表明遞質(zhì)釋放的量和擴(kuò)散的程度可能是神經(jīng)肽神經(jīng)轉(zhuǎn)到中的重要因素。
被釋放的神經(jīng)肽通過(guò)肽酶失活。
乙酰膽堿(膽堿能)突觸
乙酰膽堿(ACh)由食入的膽堿和乙酰輔酶 A(CoA)合成,是由膽堿乙酰轉(zhuǎn)移酶(ChAT)催化的葡萄糖代謝機(jī)制衍生而來(lái)的。
乙酰膽堿被儲(chǔ)存于突觸小泡中;釋放后,它能與突觸后膜的膽堿受體(煙堿型和毒蕈堿型)結(jié)合影響突觸后細(xì)胞的興奮性。
乙酰膽堿通過(guò)乙酰膽堿酯酶快速水解(裂解)而失活。
臨床意義
腦內(nèi)兒茶酚胺合成率受到其前體氨基酸酪氨酸可用性的限制;5- 羥色胺是吲哚胺的一種。
其合成率受限于可利用的前體氨基酸色氨酸。
酪氨酸和色氨酸與其他氨基酸竟?fàn)幇ū?,丙氨酸、亮氨酸、異亮氨酸和纈氨酸,因?yàn)樗鼈児蚕硪粋€(gè)被大腦攝入的載體機(jī)制。
當(dāng)飲食中的蛋白質(zhì)含量豐富時(shí),酪氨酸含量充足,可以合成大量?jī)翰璺影?;?dāng)飲食中缺乏足夠的蛋白質(zhì)時(shí),色氨酸則會(huì)多于酪氨酸,5-羥色胺的合成也就因此更多。
這種膳食組成的機(jī)制可以影響5-羥色胺的合成,但不適用于兒茶酚胺。這種機(jī)制同時(shí)還可以對(duì)情緒和情感行為產(chǎn)生影響。
在發(fā)育的關(guān)鍵階段,如果因?yàn)榈鞍踪|(zhì)營(yíng)養(yǎng)不良引起可用胚胎酪氨酸不足,那么中樞神經(jīng)系統(tǒng)的去甲腎上腺素神經(jīng)元軸突就不能發(fā)揮其對(duì)皮質(zhì)神經(jīng)元發(fā)育的影響(如視覺(jué)皮質(zhì));同時(shí),樹(shù)突的發(fā)育障礙會(huì)導(dǎo)致雙目失去對(duì)關(guān)鍵的皮質(zhì)神經(jīng)元的反應(yīng)。
由此看來(lái),食物的營(yíng)養(yǎng)含量及膳食平衡對(duì)于正常的大腦發(fā)育和持續(xù)的情感行為是十分重要的。
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